Analyse thermophysique appliquée au stockage de l’énergie thermique
Financement : Stage de Master 2
Contacts : Michael DEPRIESTER (UDSMM, ULCO), Laurent ZALEWSKI (LGCgE, UArtois)
Le développement des énergies renouvelables, souvent intermittentes, nécessite le recours à des moyens de stockage de l’énergie. Ce projet se concentre sur le stockage de l’énergie thermique en utilisant des matériaux à changement de phase (MCP). Ces matériaux sont des substances capables de changer d’état, généralement entre l’état solide et liquide, tout en absorbant ou en libérant de l’énergie thermique. L’application envisagée est la production d’eau chaude sanitaire à partir de l’énergie solaire. La chaleur est emmagasinée pendant la journée par le MCP lorsqu’il passe de l’état solide à l’état liquide, puis elle est restituée à l’utilisation lorsqu’il redevient solide. L’objectif est de tirer parti des compétences et des équipements de l’UDSMM dans le domaine des techniques photothermiques pour compléter les études thermophysiques déjà réalisées sur ce type de matériau. La photothermie implique l’illumination d’un matériau et la mesure de la légère augmentation de température qui en résulte. L’analyse de cette augmentation permet de déterminer comment les paramètres thermophysiques évoluent avec la température, avec une très bonne résolution. Pour mener à bien ce projet, une technique photothermique particulière, adaptée à l’étude des transitions de phase en raison de sa grande sensibilité, a été sélectionnée : la photopyroélectricité. Dans cette méthode, un capteur pyroélectrique est mis en contact avec le MCP. Le signal électrique généré par le capteur dépend des paramètres thermiques du MCP et son analyse permet d’extraire ces paramètres. De plus, la technique photopyroélectrique permettra de déterminer la conductivité thermique et la chaleur spécifique, des paramètres importants pour les applications de stockage de l’énergie thermique, autour de la transition de phase. Cette approche de l’étude des matériaux à changement de phase est totalement novatrice. L’objectif est notamment de mieux comprendre le mécanisme de surfusion, qui constitue une limite aux performances des MCP pour le stockage de l’énergie thermique.
